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摘要：文章依据煤矿安全生产的要求，结合煤矿生产的实际情况，对智能广播系统在煤矿井下的应用进行了分析研究，提出了煤矿智能广播系统的功能需求。具有丰富功能的智能广播系统将取代煤矿现有的功能简单的广播系统，在煤矿安全生产中发挥更加重要的作用。
关键词：智能广播 煤矿 六大系统
0 引言
2010年国家确定了建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的时间表。六大系统包括：监测监控系统，人员定位系统，紧急避险系统，压风自救系统，供水施救系统和通信联络系统[1]。煤矿井下通信联络系统包括固定电话系统，手持移动电话系统，对讲系统和广播系统。目前，煤矿井下广播系统的功能比较简单，仅能够实现播放通知、安全规范理念、背景音乐等公共广播功能。且井下防爆音箱也只分布在辅助运输大巷内，而井下矿工比较集中的采掘等工作面由于生产环境条件的限制也无法接收到广播系统的信息。为了进一步提高煤矿安全生产及现代化管理水平，功能齐全的智能广播系统将得到更加广泛的应用[2]。
本文依据煤矿安全生产的相关规范标准，结合煤矿安全生产的实际情况，基于地面智能广播系统的功能实现，提出并分析了现代化煤矿井下智能广播系统的功能需求。
1 智能广播系统
传统广播系统是通过无线电波或有线介质传送信号的点对多点的通信系统。广播系统广泛应用于现代人类学习、生产、生活的各個方面。随着计算机、通信、网络技术的发展，用户对广播系统功能需求不断增加，智能广播系统就是利用现代计算机、通信、网络等技术，以传统广播系统为基础，根据用户对广播系统功能的要求，由计算机来控制、管理、播放的广播系统。智能广播系统的“智能化”主要体现在两个方面，一是节目播放的智能化，二是播放控制的智能化[3]。
实现播放智能化后，传统广播系统每天定时定点播放的内容可由计算机或自动播放主机来实现自动播放。首先，把播放的内容以数字形式存放在存储器中，然后由计算机或单片机通过控制软件，按照用户设定的播放时间和内容控制计算机或自动播放主机将存储器中的音频文件播放出来。自动播放是源于定时铃声和无人值守这两大需求而出现的功能。实现自动播放后，计算机代替了人工进行广播自动播放，每天自动开机、关机，调用播放表定时播放，实现了无人值守，节约了人力成本。自动播放有两种实现方式，一种是软件方式，即通过计算机实现的自动播放。软件方式的优点是操作方便，存储容量大，播放音频文件的大小和数量不受限制，易于扩展，可实现自动开关机；缺点是造价较高，主要是需要一台多媒体计算机，管理人员需掌握计算机基本操作。另一种是硬件方式，即通过单片机实现的自动播放。其优点是价格便宜，操作简单，实现快捷，缺点是存储容量小，播放音频文件的大小和数量受限制，功能有限，不易扩展。从以上论述可以看出实现播放智能化有两个必要的条件，一是音源，即播放的内容必须是数字音频文件；二是必须由计算机或单片机来控制。因此智能广播系统也称数码或数字智能广播系统。自动播放系统不是独立的广播系统，它可放在任何广播系统的前端，作为数字音源，由计算机实现广播系统的自动播放，定时播放，无人值守。
控制的智能化包括分区广播控制和可寻址广播控制。即通过计算机控制软件实现指定区域或指定音箱进行播放的功能。主要是由计算机和控制器组成的控制系统来实现的，这个系统是软硬件结合的系统。分区控制：由分区控制器和计算机控制软件来实现。计算机根据客户的指令发出命令，传送到分区控制器中的单片机，单片机接收命令后控制分区控制器的电子开关动作，将广播信号传送到指定区域，从而实现分区的智能化控制。可寻址控制：由广播智能控制器和计算机控制软件来实现的，这种控制系统的布线方式为总线型[4]。当用户对计算机发出对某一个或几个点进行特定广播的控制命令后，控制信号通过控制总线传达到特定广播点的广播智能控制器上，智能控制器中的单片机接收到命令后就控制电子开关打开，广播信号就传输到特定点的音箱上。
智能广播系统结构如图1。
2 煤矿生产中智能广播系统的应用与实现
国家三令五申要求把煤矿安全生产放在首位。煤炭生产企业积极响应政府号召，想方设法选用先进生产设备确保煤矿安全。现在煤矿安全教育主要是通过层层开会的方式向矿工传达，但不可能天天召集所有矿工开会，所以经常出现开会时说说，会后就忘记，无法督促提高矿工的安全意识。煤矿信息交流的方式基本是电话和开会两种，个别拥有广播系统的煤矿也只是将广播用在了播放音乐、通知等公共广播方面，且主要是在煤矿地面上进行的广播。而煤矿安全生产的重点是在井下，煤矿主要的生产工作人员集中分布在矿井下各个煤层、盘区、采掘面、各类硐室等地方。目前大多数煤矿没有井下广播系统，即使有，也只是在井口、井下车场、辅助运输大巷等地点，矿工集中的采掘工作面无法接收到广播的信息。因此，建立和完善煤矿井下智能广播系统势在必行。智能广播系统不仅能够满足传统公共广播的要求，更重要的是当煤矿井下发生紧急情况时，智能广播系统可及时将撤离命令及灾害相关情况通知到井下指定点、指定区域或全部矿工工作的地方。
通常情况，智能广播系统可以播放安全规章、安全措施、安全标语、注意事项、调度指挥命令、通知等相关内容，让矿工在空余的时间接受安全教育，增强安全意识，了解煤矿生产的相关情况等；或者播放一些轻松欢快的音乐，以缓解矿工的疲劳。这样将解决以前矿工下井前无事可干、无聊耗时间的问题，既能宣传安全教育又能陶冶矿工情操。煤矿智能广播系统应结合智能语音广播现状与发展方向，采用最先进的数字技术、单片机编解码技术、高级软件编程技术等来实现数字化可寻址及应急救援的功能。如果井下出现重大安全事故，地面调度中心可以根据智能广播系统内事先设定的程序，调动相关应急预案，指挥现场人员快速撤离；也可以人工调用智能广播系统内储存的应急预案语音材料，播放给指定区域，并可以直接通过麦克风进行广播，指挥有关人员撤离。最大限度的保证矿工的生命安全。
总之，煤矿智能广播系统不仅要实现传统广播系统的基本功能，更重要的是当煤矿井下遭遇突发性事件时，能以最快捷的途径通知井下作业人员，并指导相关人员紧急疏散或采取相应安全措施，做到及时并有效的应急救援，煤矿智能广播系统应具备以下功能特点。
播放节目编辑及自动播放功能[5]。能通过智能广播的控制系统对单个或全部防爆音箱终端进行播放节目，包括背景音乐、安全知识、应急预案等，并对播放时间、播放顺序、播放音量实现编辑；煤矿可通过智能广播系统将安全教育、标语、轻松音乐等常用节目生成音频文件，存储在节目存储器上，并手动或自动生成节目播放列表，同时无需人工干预可按照智能广播系统预先设置的节目播放列表，自动播放或停止播放，从而满足日常生产中进行安全宣传教育的需要并可实现无人值守。
实时多路广播功能。当煤矿井下发生紧急情况时可通过控制系统将需要立即播放的多个不同的音频文件同时发送到不同区域的音箱终端进行播放。
多种音源可分区广播功能。智能广播系统的音源可以是麦克风，也可以是节目存储器上的音频文件，还可通过内置调频收音机，接收当地公共电台广播的节目。广播时可自动或手动进行按区域或逻辑分组广播、分区域广播，如各盘区、井下候车室、各硐室等，实现单独广播，如单独对井下候车室播放通知，也可进行井下全广播。
远程控制广播功能及区域告警。能通过计算机进行单个防爆音箱的开停控制，支持多路开关量信息输入，配合井下现场其他设备，如警笛、频闪仪等进行告警提示，避免事故的发生。智能广播系统应具备根据需要设置启动警报点附近的单个音箱或全部音箱，或与其它监测系统联网播放报警信号的功能，从而真正实现可寻址到点控制。
紧急权限广播功能。煤矿智能广播系统运行在煤矿生产第一线，应把安全作为首要考虑的因素。因此，当煤矿井下发生紧急情况时，系统管理权限更高的人员可立即切断当前进行的所有广播，下达撤离命令或应急预案。
较高的稳定性与可靠性。井下防爆音箱设备是在信道条件较差的情况下工作，与地面广播有很大的区别。地面通信设备的设计制造是以比较确切的信道参数为依据的。而由于井下环境较差，潮湿、粉尘严重，在狭小的巷道空间内布有铁道、管道、支架、电缆等金属构件，且井下生产使用的大功率设备很多，电磁干扰严重，所以，无论是专用信道还是借用信道，其特性都会受到较大的影响，这就要求运行于井下的防爆音箱设备在性能上必须能适应较差的信道条件和较强的干扰，使之具有高品质的语音、音乐铃声、背景音乐，做到井下收听歌曲、音乐及安全教育口号、标语等声音洪亮，不失真，并用悠扬的音乐代替高达90分贝刺耳的电铃声。且通过智能广播的控制系统实现声音信号对信道和干扰的均衡功能。
具有良好的开放性与可扩展性。根据煤矿具体的需求可将智能广播系统组成总线、树形等网络拓扑结构，并可增设信号出口，以达到可任意添加防爆音箱的功能。
3 结束语
煤矿智能广播系统是专为煤矿安全生产开发的广播系统，应具备当前计算机、多媒体、通信、单片机等相关的最新技术，应具有传统广播不具备、不可比拟的功能优点，应该集安全播报、调度指挥、安全监测、公共广播为一体，能使煤矿工人的安全得到进一步的保障，能为煤矿安全生产发挥更加重要的作用。
参考文献：
[1]http://baike.baidu.com/view/4967173.htm.
[2]王然.智能广播系统的开发及应用.中国科技信息，2006．
[3]http://www.soft6.com/tech/17/173265.html.
[4]谢煜.数字化可寻址校园智能广播系统的设计与实现.商丘师范学院学报，2008．
[5]杨维丰，史忠保.可寻址智能广播系统的设计安装.青海师范大学学报，2009．
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：智能广播 煤矿 六大系统
0 引言
2010年国家确定了建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的时间表。六大系统包括：监测监控系统，人员定位系统，紧急避险系统，压风自救系统，供水施救系统和通信联络系统[1]。煤矿井下通信联络系统包括固定电话系统，手持移动电话系统，对讲系统和广播系统。目前，煤矿井下广播系统的功能比较简单，仅能够实现播放通知、安全规范理念、背景音乐等公共广播功能。且井下防爆音箱也只分布在辅助运输大巷内，而井下矿工比较集中的采掘等工作面由于生产环境条件的限制也无法接收到广播系统的信息。为了进一步提高煤矿安全生产及现代化管理水平，功能齐全的智能广播系统将得到更加广泛的应用[2]。
本文依据煤矿安全生产的相关规范标准，结合煤矿安全生产的实际情况，基于地面智能广播系统的功能实现，提出并分析了现代化煤矿井下智能广播系统的功能需求。
1 智能广播系统
传统广播系统是通过无线电波或有线介质传送信号的点对多点的通信系统。广播系统广泛应用于现代人类学习、生产、生活的各個方面。随着计算机、通信、网络技术的发展，用户对广播系统功能需求不断增加，智能广播系统就是利用现代计算机、通信、网络等技术，以传统广播系统为基础，根据用户对广播系统功能的要求，由计算机来控制、管理、播放的广播系统。智能广播系统的“智能化”主要体现在两个方面，一是节目播放的智能化，二是播放控制的智能化[3]。
实现播放智能化后，传统广播系统每天定时定点播放的内容可由计算机或自动播放主机来实现自动播放。首先，把播放的内容以数字形式存放在存储器中，然后由计算机或单片机通过控制软件，按照用户设定的播放时间和内容控制计算机或自动播放主机将存储器中的音频文件播放出来。自动播放是源于定时铃声和无人值守这两大需求而出现的功能。实现自动播放后，计算机代替了人工进行广播自动播放，每天自动开机、关机，调用播放表定时播放，实现了无人值守，节约了人力成本。自动播放有两种实现方式，一种是软件方式，即通过计算机实现的自动播放。软件方式的优点是操作方便，存储容量大，播放音频文件的大小和数量不受限制，易于扩展，可实现自动开关机；缺点是造价较高，主要是需要一台多媒体计算机，管理人员需掌握计算机基本操作。另一种是硬件方式，即通过单片机实现的自动播放。其优点是价格便宜，操作简单，实现快捷，缺点是存储容量小，播放音频文件的大小和数量受限制，功能有限，不易扩展。从以上论述可以看出实现播放智能化有两个必要的条件，一是音源，即播放的内容必须是数字音频文件；二是必须由计算机或单片机来控制。因此智能广播系统也称数码或数字智能广播系统。自动播放系统不是独立的广播系统，它可放在任何广播系统的前端，作为数字音源，由计算机实现广播系统的自动播放，定时播放，无人值守。
控制的智能化包括分区广播控制和可寻址广播控制。即通过计算机控制软件实现指定区域或指定音箱进行播放的功能。主要是由计算机和控制器组成的控制系统来实现的，这个系统是软硬件结合的系统。分区控制：由分区控制器和计算机控制软件来实现。计算机根据客户的指令发出命令，传送到分区控制器中的单片机，单片机接收命令后控制分区控制器的电子开关动作，将广播信号传送到指定区域，从而实现分区的智能化控制。可寻址控制：由广播智能控制器和计算机控制软件来实现的，这种控制系统的布线方式为总线型[4]。当用户对计算机发出对某一个或几个点进行特定广播的控制命令后，控制信号通过控制总线传达到特定广播点的广播智能控制器上，智能控制器中的单片机接收到命令后就控制电子开关打开，广播信号就传输到特定点的音箱上。
智能广播系统结构如图1。
2 煤矿生产中智能广播系统的应用与实现
国家三令五申要求把煤矿安全生产放在首位。煤炭生产企业积极响应政府号召，想方设法选用先进生产设备确保煤矿安全。现在煤矿安全教育主要是通过层层开会的方式向矿工传达，但不可能天天召集所有矿工开会，所以经常出现开会时说说，会后就忘记，无法督促提高矿工的安全意识。煤矿信息交流的方式基本是电话和开会两种，个别拥有广播系统的煤矿也只是将广播用在了播放音乐、通知等公共广播方面，且主要是在煤矿地面上进行的广播。而煤矿安全生产的重点是在井下，煤矿主要的生产工作人员集中分布在矿井下各个煤层、盘区、采掘面、各类硐室等地方。目前大多数煤矿没有井下广播系统，即使有，也只是在井口、井下车场、辅助运输大巷等地点，矿工集中的采掘工作面无法接收到广播的信息。因此，建立和完善煤矿井下智能广播系统势在必行。智能广播系统不仅能够满足传统公共广播的要求，更重要的是当煤矿井下发生紧急情况时，智能广播系统可及时将撤离命令及灾害相关情况通知到井下指定点、指定区域或全部矿工工作的地方。
通常情况，智能广播系统可以播放安全规章、安全措施、安全标语、注意事项、调度指挥命令、通知等相关内容，让矿工在空余的时间接受安全教育，增强安全意识，了解煤矿生产的相关情况等；或者播放一些轻松欢快的音乐，以缓解矿工的疲劳。这样将解决以前矿工下井前无事可干、无聊耗时间的问题，既能宣传安全教育又能陶冶矿工情操。煤矿智能广播系统应结合智能语音广播现状与发展方向，采用最先进的数字技术、单片机编解码技术、高级软件编程技术等来实现数字化可寻址及应急救援的功能。如果井下出现重大安全事故，地面调度中心可以根据智能广播系统内事先设定的程序，调动相关应急预案，指挥现场人员快速撤离；也可以人工调用智能广播系统内储存的应急预案语音材料，播放给指定区域，并可以直接通过麦克风进行广播，指挥有关人员撤离。最大限度的保证矿工的生命安全。
总之，煤矿智能广播系统不仅要实现传统广播系统的基本功能，更重要的是当煤矿井下遭遇突发性事件时，能以最快捷的途径通知井下作业人员，并指导相关人员紧急疏散或采取相应安全措施，做到及时并有效的应急救援，煤矿智能广播系统应具备以下功能特点。
播放节目编辑及自动播放功能[5]。能通过智能广播的控制系统对单个或全部防爆音箱终端进行播放节目，包括背景音乐、安全知识、应急预案等，并对播放时间、播放顺序、播放音量实现编辑；煤矿可通过智能广播系统将安全教育、标语、轻松音乐等常用节目生成音频文件，存储在节目存储器上，并手动或自动生成节目播放列表，同时无需人工干预可按照智能广播系统预先设置的节目播放列表，自动播放或停止播放，从而满足日常生产中进行安全宣传教育的需要并可实现无人值守。
实时多路广播功能。当煤矿井下发生紧急情况时可通过控制系统将需要立即播放的多个不同的音频文件同时发送到不同区域的音箱终端进行播放。
多种音源可分区广播功能。智能广播系统的音源可以是麦克风，也可以是节目存储器上的音频文件，还可通过内置调频收音机，接收当地公共电台广播的节目。广播时可自动或手动进行按区域或逻辑分组广播、分区域广播，如各盘区、井下候车室、各硐室等，实现单独广播，如单独对井下候车室播放通知，也可进行井下全广播。
远程控制广播功能及区域告警。能通过计算机进行单个防爆音箱的开停控制，支持多路开关量信息输入，配合井下现场其他设备，如警笛、频闪仪等进行告警提示，避免事故的发生。智能广播系统应具备根据需要设置启动警报点附近的单个音箱或全部音箱，或与其它监测系统联网播放报警信号的功能，从而真正实现可寻址到点控制。
紧急权限广播功能。煤矿智能广播系统运行在煤矿生产第一线，应把安全作为首要考虑的因素。因此，当煤矿井下发生紧急情况时，系统管理权限更高的人员可立即切断当前进行的所有广播，下达撤离命令或应急预案。
较高的稳定性与可靠性。井下防爆音箱设备是在信道条件较差的情况下工作，与地面广播有很大的区别。地面通信设备的设计制造是以比较确切的信道参数为依据的。而由于井下环境较差，潮湿、粉尘严重，在狭小的巷道空间内布有铁道、管道、支架、电缆等金属构件，且井下生产使用的大功率设备很多，电磁干扰严重，所以，无论是专用信道还是借用信道，其特性都会受到较大的影响，这就要求运行于井下的防爆音箱设备在性能上必须能适应较差的信道条件和较强的干扰，使之具有高品质的语音、音乐铃声、背景音乐，做到井下收听歌曲、音乐及安全教育口号、标语等声音洪亮，不失真，并用悠扬的音乐代替高达90分贝刺耳的电铃声。且通过智能广播的控制系统实现声音信号对信道和干扰的均衡功能。
具有良好的开放性与可扩展性。根据煤矿具体的需求可将智能广播系统组成总线、树形等网络拓扑结构，并可增设信号出口，以达到可任意添加防爆音箱的功能。
3 结束语
煤矿智能广播系统是专为煤矿安全生产开发的广播系统，应具备当前计算机、多媒体、通信、单片机等相关的最新技术，应具有传统广播不具备、不可比拟的功能优点，应该集安全播报、调度指挥、安全监测、公共广播为一体，能使煤矿工人的安全得到进一步的保障，能为煤矿安全生产发挥更加重要的作用。
参考文献：
[1]http://baike.baidu.com/view/4967173.htm.
[2]王然.智能广播系统的开发及应用.中国科技信息，2006．
[3]http://www.soft6.com/tech/17/173265.html.
[4]谢煜.数字化可寻址校园智能广播系统的设计与实现.商丘师范学院学报，2008．
[5]杨维丰，史忠保.可寻址智能广播系统的设计安装.青海师范大学学报，2009．
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文